愛因斯坦的大腦不見了！ │ 科學史上的今天：4/18

記憶的自主性

父親死後我時常花時間回想關於他的回憶，也因此開始質疑心理學家們對侵入性思維的看法，畢竟以我的例子來說，我是自己選擇想起那些回憶的。

丹麥心理學家多爾泰．本森（Dorthe Berntsen）找來近期發生人生重大壓力事件的人，問他們在做白日夢或腦袋放空時會想到什麼；她發現這些人腦袋裡也會出現自主記憶（voluntary memories）（就像我主動回想父親的病床在醫院裡移動的那段回憶一樣），其頻率與非自主記憶（involuntary memories）（就像父親在廚房烹飪的回憶突然出現在我腦海裡）出現的頻率相當。

因此，雖然非自主記憶確實比較令人難過，但它們出現的頻率其實並不比自主記憶高。與生命一帆風順時相比，人們面對充滿壓力的變故時會比較常回想起上述兩種記憶，而我們會覺得非自主記憶比較常出現其實是因為它更令我們困擾，因為這些記憶帶來的情緒令你我措手不及。

當我主動向親朋好友們訴說父親耍幽默的故事時，雖然一樣會有強烈的情緒，但因為那是我「選擇」要提起的回憶，所以我能夠事先準備好面對情緒帶來的影響。

自主記憶與非自主記憶之間的差別也讓我們察覺人類大腦與動物大腦（例如田鼠）之間的差異；人類比動物多出了近一公斤的大腦皮質，最重要的是，這些多出來的皮質都位於人類前額與太陽穴之間的額葉（frontal lobes）。大腦的前額腦區為人類所獨有，有協助人類調節情緒等功能。

各位或許還記得，人類大腦提取記憶的方式就像在烤蛋糕一樣，必須從不同腦區集結各種材料；必須用到海馬迴及其周遭用來儲存與回憶相關的各種線索的腦區，大腦同時也得從負責掌管視覺或聽覺的腦區提取內容，以增加思緒的真實性，讓大腦產生想像的同時也具備視覺與聽覺效果。

無論是自主記憶或是非自主記憶，都必須運用到這些腦區，而本森為了搞清楚這兩種記憶之間的差異，仔細比較了受試者在產生這兩種記憶時的功能性磁振造影結果。自主記憶與非自主記憶不同之處在於，它是人類自己主動提取的記憶，因此會運用到額葉外側接近頭骨的腦區──背外側前額葉皮質（dorsolateral prefrontal cortex）。

偶然間想起的記憶總特別難過？

我們需要具備神經心理學家所稱的「執行功能」（executive functions）才能刻意想起某件事情，這是人類特有的能力；這種能力就像企業的執行長一樣，負責組織、指示大腦的其他腦區擔負各種任務。

無論是刻意提取記憶片段，還是回憶不由自主湧上心頭，人類大腦製造記憶的方式大致相同；其中的差別之處在於，如果是刻意提取記憶，人類額葉掌管的執行功能會參與運作，負責指揮大腦想起某一段記憶。

無論是大學畢業典禮、第一個孩子誕生的瞬間，或是結婚的那一天，在這些人生大事過去後的幾週、幾個月甚至是幾年後，就算沒有刻意回想，每個人都有可能突然想起那些時刻，思緒突然出現在腦海裡。也許你當下只是在做一些平凡單調的日常瑣事，或是當天剛好看到某些有關的事物，這些美好的回憶都很有可能驟然躍上心頭。

侵入性思維由令人情緒極度激動的事件而起，當然也可能包括有正面意義的事件──並非只會因為極度負面的事件而產生。但因為關於負面事件的侵入性思維總是特別令人難過，人們才會在出現這些討厭的回憶時格外擔心自己的心理健康。

大部分情況來說（特別是在面對強烈的悲傷時），侵入性思維其實只是大腦的自然反應，目的是要讓我們記住這些重要、充滿情感波動的事件。從大腦的角度來看，人類大腦好像是一再讀取關於失落的思緒，然而大腦對於人們生命中重要的正面事件同樣也是這麼做的。

在猝不及防的情況下，思緒與感受突然被悲傷佔據確實令人非常難受，但大腦其實是為了了解情況才會重新讀取這些記憶，就像你我對親友重新訴說某些記憶與故事一樣，我們只是想更深入了解這些人生片段。

如果能從這個角度看待侵入性思維，下一次這種狀況再次發生時，你就不會覺得有什麼大不了了，畢竟大腦這麼做確實有其緣由；侵入性思維的閃現因此感覺起來更具實際功能，不再像過去一樣，只讓我們覺得自己沒有好好駕馭心中的悲傷。

——本文摘自《悲傷的大腦：一位心理神經免疫學者的傷慟考，從腦科學探究失去摯愛的悲痛與修復》，2023 年 ３ 月，臉譜出版，未經同意請勿轉載。

• 作者／汪漢澄
• 繪者／宋明憲

一八四八年九月十三日早晨，當二十五歲的爆破工人菲尼亞斯．蓋吉^[註1]步出家門準備上工的時候，他絕對沒有想到自己即將成為神經科學史上不朽的名字。如果事先知道，他一定會馬上躺回床上睡大覺，拒絕這個殊榮。

然而，命運的安排通常不理會個人的意願。

一切都從一支不長眼的「鐵條」開始

當天下午四點多，築建鐵路的工地上準備要爆破一塊岩石，當時蓋吉先生正轉頭跟同伴說話，臉遙遙對著那個爆破孔，突然間火藥意外點燃，原本插在岩石爆破孔中那根直徑三公分，長度一公尺餘，重達六公斤的鐵條受到爆炸力推擠，像飛彈一樣，射向菲尼亞斯．蓋吉的左臉。

鐵條直穿過他的左臉頰，進入左眼後方，繼續穿透大腦，接著射穿左前額處的顱骨，餘勢不衰，帶著蓋吉的血漿以及腦漿，噴射到二十多公尺遠處才著地。

當時誰都不知道，這起嚴重的工安意外真正離奇的地方才要開始。

菲尼亞斯．蓋吉沒有死！他在短暫抽搐之後，恢復了知覺，被同伴攙扶著走上牛車，一路坐著到達了醫生那兒，把那位名為約翰．哈洛^[註2]的鄉村醫生嚇得不輕。

哈洛醫生親眼看到蓋吉頭顱上那個大洞溢出血塊與腦漿，只能當場幫他做了一些緊急處理。在其後幾週，蓋吉因為腦部的感染併發症，在鬼門關出入了好幾遭，最後居然奇蹟似地康復。

逃出鬼門關後

蓋吉之後又活了十二年，一直到了一八六○年，因為嚴重的癲癇重積^[註3]發作而死，那當然也是腦傷的後遺症之一。在這十二年生命當中，蓋吉成為名人，他經常以奇蹟生還者的身分四處露臉，迎合觀眾的好奇心，以賺取一點微薄的收入。不過當時人們對他的獵奇心態，遠超過醫學研究的興趣，加上還沒有儀器設備可以看到腦的內部，以至於我們到今天為止，都還只能間接推測蓋吉腦部的實際受傷情況。

不過有一點可以確定，蓋吉在腦部受傷之後，雖然仍能正常行走、交談，甚至可以做些簡單的工作，但是他的「個性」卻發生了很大的改變。

根據零星的記載，受傷之前的蓋吉是彬彬有禮、尊重別人並且相當精明的人；受傷之後，他卻失去了對金錢的概念，變得粗魯無禮，經常公然發怒，時不時罵幾句髒話。他後來之所以會無法維持正常的工作，而必須靠著四處展示自己的生存奇蹟來謀生，也正是為此。長期治療並觀察蓋吉的哈洛醫生說：「他的理性與動物性之間的平衡似乎壞掉了。」蓋吉的朋友則說得更精準，他們說：「蓋吉不再是蓋吉了。」

蓋吉死後，他的大腦並沒有被保留下來，但是他那顆有個大洞的頭顱骨，以及當初肇事的鐵條，都一起被保存在哈佛醫學院的解剖學博物館長期展示。

原來是「額葉」

到了二十世紀末、二十一世紀初，由於神經影像學技術的發達，有好幾位神經學家以及神經影像專家，利用電腦模型重建當初那根鐵條穿過蓋吉腦部的行進軌跡，結果證明蓋吉腦部受傷的部位是在「額葉」。

蓋吉那時代的醫療與現代相比，當然天差地遠。今天的醫生，如果像哈洛醫生一樣遇到蓋吉這樣的病人，對腦損傷位置以及臨床表現就都會了然於心。

註解

1. 菲尼亞斯．蓋吉（Phineas Gage，1823‒1860）：美國鐵路工頭，因遭受事故意外成為探討大腦機能的重要研究對象。
2. 約翰．哈洛（John Harlow，1819‒1907）：美國醫師，因診治並記錄菲尼亞斯．蓋吉的腦損傷而知名。
3. 癲癇重積：指癲癇持續發作超過五分鐘，或是五分鐘內癲癇發作超過一次，且在每次發作之間病患沒有恢復正常狀態。

——本書摘自《大腦不思議》，2022 年 12 月，方寸文創出版，未經同意請勿轉載。

在這個嘈雜的世界裡，我們不能再那麼漫不經心的看待日常的喧囂。

這些噪音並沒有達到或超過一般所認定的「危險」程度，它們不是新奇的聲音，也不是令人提高警覺的聲音，而是一些持續不斷的聲音，並且它們的聲學特質隨著時間推移後通常還能保持一致。因此，這些聲音傳遞不了多少訊息，它們大部分被視為「背景噪音」，所以經常遭到我們忽略。

不容忽視的背景噪音

我們不去聽這些聲音，但我們是真的沒聽到？或者我們只是在一種持續警戒的狀態下過活？我們都有過這種經驗：聲音消逝後才發現它的存在。

常見的例子有空調壓縮機的運轉聲，或是卡車怠速時的引擎運轉聲，等空調的壓縮機結束運轉循環或卡車引擎關閉後，我們才突然「聽見」了寂靜，然後長舒一口氣，短暫地陶醉在這份平靜裡，直到聲音再次響起或被其他擾人的聲音所取代。

如果我們的耳朵沒有因此受損，而多數時候也可以不去理睬這些聲音，那麼我們還需要關心這樣的噪音所帶來的困擾嗎？科學給我們的答案是：

我們確實該注意這些聲音，並且為我們的大腦感到擔心。

暴露於中等程度的噪音後，聽力閾值屬正常的人可能會在有噪音的環境中出現難以理解語言的情況。除此之外，嘈雜的環境本來就有許多跟聽力無關的負面影響，但這種情況卻時常被低估。

長期暴露在噪音下如住在機場附近，會導致人們感受到整體生活品質的下降、感受到壓力增加並伴隨著壓力荷爾蒙皮質醇（cortisol）的分泌量增加、記憶力和學習能力產生問題、難以執行有挑戰性的任務，甚至會導致血管硬化和其他心血管疾病。

根據世界衛生組織估計，每一年因噪音暴露及其帶來的間接影響（如高血壓和認知表現衰退）而生病、引發殘疾，或早逝的人數相當驚人。

噪音使專注力下降

噪音還會對學習和專注度產生干擾。

在紐約市的公立學校，根據教室所在位置是學校鄰近繁忙的高架鐵路的一側，或是位於可屏蔽火車噪音的另一側，學生的閱讀測驗結果有明顯的差異；教室位於嘈雜側的學生閱讀能力落後同儕三到十一個月。

發現噪音有這般影響之後，紐約市公共運輸局在學校附近的鐵軌上鋪設了橡膠墊，教育局則是在環境最嘈雜的教室裡加裝了減噪建材，這兩項措施共計將噪音強度減少了 6 至 8 分貝，之後，不同教室間學生閱讀測驗的差異很快就消失了。

噪音造成的影響不只局限於聽覺相關，或是語言相關（如閱讀）之類的任務。有一項實驗要求受試者執行追蹤視覺物體的任務：用滑鼠跟著螢幕上一顆會動的球移動，與此同時，螢幕上還有其他動來動去的球。執行這項任務時，因為職業關係而長期暴露在噪音環境中的受試者遇到較多困難，尤其當任務搭配著隨機出現的噪音時更是如此，這些受試者的反應比較慢，無法緊跟著目標球。

睡眠凶手

在《為什麼要睡覺？》（Why We Sleep）一書中，加州大學柏克萊分校的睡眠科學家沃克（Matthew Walker）提到，缺乏良好的睡眠是「二十一世紀人類最大的公共衛生挑戰」。

睡眠逐漸被視為是影響健康的重要因素，我們的心血管系統、免疫系統以及思考能力，都會受到睡眠的影響；噪音是阻礙一夜好眠的最大凶手。噪音，甚至是音量極低的噪音，會破壞睡眠的品質，導致我們醒著的時間變多了，醒來的時間也提早了。

環境中的噪音會影響我們的睡眠品質，促使身體產生動作、從睡眠中醒來，以及心跳速率變快。交通噪音會縮短睡眠時的快速動眼期（rapid eye movement，REM，即做夢期）和慢波期（slow-wave，即深眠期），並降低夜晚睡覺時所感受到的放鬆感受。

——本文摘自《大腦這樣「聽」：大腦如何處理聲音，並影響你對世界的認識》，2022 年 12 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。